النانو والثورة العلمية ....؟!

النانو والثورة العلمية

ما هو النانو؟؟ نانو تعني باللغة اليونانية قزم، و«نانو تكنولوجي» هو المقياس الذي يستخدمه العلماء عند قياس الذرة والالكترونيات، التي تدور حول نواتها، المؤسّس الفعلي لهذا العلم، هو عالم الرياضيات الاميركي أريك دريكسلر، حيث وضع كتاباً اسمه «محرّكات التكوين»، بسّط فيه الأفكار، ووضع الأساس لعلم «نانو تكنولوجي». النانو هو جزء من المليار من المتر، و النانو متر هو جزء من مليون من الميليمتر، قطر شعرة الإنسان هي 80 ألف نانومتر، إن النانو ثانية هي جزء من بليون من الثانية، وهكذا، عند هذا المستوى من التقنية والتقدم العلمي، فإن جميع القوانين الفيزيائية والكيميائية العادية، لن يبقى لها وجود، لذا سيصبح كل شيء، مصنع على ضوء ثورة النانو، اصغر واخف وأقوى وأقدر، على القيام بالمهمات المناطة به.
على ضوء تقنية النانو الحديثة والرهيبة والمذهلة، سينعكس أثرها على كافة الاستعمالات خاصة الطبية منها و بشكل كبير جدا، وسيشهد التقدم العلمي في المجالات الصحية وغيرها من المجالات، طفرة لن يتخيلها العقل.
أول تطبيق لهذا العلم (النانو-تكنولوجيا) كان في مجال الكمبيوتر، على الأقراص الصلبة، ففي عام 1988م، توصل العالم (فير) الفرنسي والعالم (غرونبرغ) الألماني عبر بحوث مستقلة، لاكتشاف نظرية عن المقاومة، التي تظهر عند التعامل مع التيار الكهربائي، والحقل المغناطيسي، على مستوى الذرات، وسمياها «المقاومة المغناطيسية العملاقة»، وتم تطبيقها عمليا في تخزين المعلومات على الأقراص الصلبة.
يعمل الكمبيوتر على تحويل المجالات المغناطيسية الى تيار كهربائي، حتى يتمكن من قراءتها، والمعلومات الرقمية تحفر حفرا على المادة المخزنة عليها، على هيئة حقول مغناطيسية، وتكون على مستوى الذرة، واقل من ذلك بكثير، وفي نفس الوقت، تحتاج الى آليات دقيقة جدا لقراءتها، تتم عملية القراءة على أساس تحويل الحقول المغناطيسية الى تيار كهربائي، وبذلك يتمكن جهاز الكمبيوتر من التعرف عليها وفهمها.
العالمان فير وغرونبرغ وضعا نظريتهما المغناطيسية لصنع رؤوس متناهية في الصغر، وبحجم لا يزيد عن مجموعة صغيرة من الذرات، تستطيع التعامل مع الحقول المغناطيسية الفائقة الصغر، واستخدما علم النانو تكنولوجي، الذي يتعامل مع الأشياء في مستوى الواحد من المليون من الميليمتر، في صناعة تلك القارئات المغناطيسية.
العالم المصري أحمد زويل، والذي نال جائزة نوبل عن أبحاثه العلمية، استخدم تكنولوجيا النانو في ابتكاره كاميرا، تستطيع أن تصور تفاعلات الذرة، خلال كسر من عشرة من النانو ثانية، فنال جائزة نوبل عن ابتكاره، الذي يستطيع أن يصور الذرات، أثناء تفاعلاتها فعلياً، وبالتالي يفتح مجالاً للتدخل والتحكّم فيها.
في حال تمكّن العلماء من تصغير الأجهزة، إلى حدود فائقة الصغر، باستخدام تكنولوجيا النانو، فقد يصل الأمر إلى استخدامات مثيرة، مثل أجهزة قياس صغيرة جداً، تدخل في عروقنا لتسافر فيها، وتشخص كل ما تراه، ثم ترسل تقاريرها إلى كومبيوتر، يثبت على الجسم من الخارج.
يمكن من خلال تقنية النانو تكنولوجي، صنع سفينة فضائية في حجم الذرة، يمكنها الإبحار في جسد الإنسان، لإجراء عملية جراحية، والخروج بدون جراحة، كما تستطيع الدخول في صناعات الموجات الكهرومغناطيسية، التي تتمكن بمجرد تلامسها بالجسم، على إخفائه، ومن ثم لا يراها الرادار، ويعلن اختفاءها، كما تتمكن من صنع سيارة في حجم الحشرة وطائرة في حجم البعوضة، وزجاج طارد للأتربة، وغير موصل للحرارة، وأيضا صناعة الأقمشة، التي لا يخترقها الماء، بالرغم من سهولة خروج العرق منها.
تحدث العلماء طويلاً عن «جراثيم آلية» تهاجم الخصم، على هيئة آلات متناهية الصغر، يوجَّه مثلاً إلى وزارة الدفاع الأميركية، فتتسرب من ممرات الهواء، التي لا يمكن حراستها إلى جهاز الكومبيوتر، الذي يسيطر على إدارة العمليات العسكرية، فتدمره أو تسيطر عليه.
المثير جدا في موضوع النانو، هو في تطبيقات تكنولوجيا النانو في عالم الكومبيوتر، بحيث يتم إدخال مواد بيولوجية من الكائنات الحيّة، لتندمج في الأسلاك، وسائر أنواع الموصلات، ما يجعل منها عناصر ذكية قادرة على التجاوب، والتفاعل مع بقية الأجهزة، التي يتألف منها الحاسوب.
هل يمكن حقا الاستفادة من الأحماض النووية (DNA. RNA) وما تحتويه من كم هائل للمعلومات والصفات كالذكاء والتفكير وغيرها من الصفات، في إدخالها الى أجهزة كالكمبيوتر وغيرها من الأجهزة العلمية ؟؟؟؟؟، وهل يمكن صناعة أجهزة كمبيوتر على مستوى DNA,RNA) ) وتتمتع بصفاتهما وما بهما من كم هائل للمعلومات والتفاعلات؟؟؟؟؟؟؟؟
يُعد «مجلس الأبحاث القومي الكندي» إحدى المنظمات القليلة، التي تبحث في الشؤون المعقدة تكنولوجياً، بما فيها تكنولوجيا النانو، وقد أصدر أوراقاً علمية لموضوع تحضير أجهزة دقيقة جداً، تستطيع الإحساس والتجاوب مع المعلومات، التي تأتي من محيطها، وافترضت إحدى الدراسات، إمكان اللجوء إلى مواد عضوية في صناعة شرائح السيليكون، لكي تحل محل التوصيلات، التي تقوم بأمرها حاليا الأسلاك الدقيقة، وإذا تحقق ذلك، ينفتح المجال، أمام إدخال أنسجة (مثل الخلايا العصبية) تملك القدرة على الإحساس والتفكير، لتصبح جزءاً من شريحة الكومبيوتر.
الواضح أن إدماج تلك الأنسجة مع الرقائق الإلكترونية، أمر يحتاج إلى تقنيات علم النانو تكنولوجي، و أن هذه المواد العضوية، تستطيع أن تُشكّل خطوطاً، تنقل المعلومات بسرعة الضوء.
تلقي الأبعاد المثيرة لتكنولوجيا النانو بظلها على التطبيقات التكنولوجية-البيولوجية، حيث يعمل بعض العلماء في «وادي السيليكون»، على محاكاة الجهاز العصبي للإنسان، في الأجهزة الذكية، بما فيها الروبوت. يتوقع بعضهم تكوين بدائل للأعصاب وأنسجة الدماغ، لتوضع في أجهزة الكومبيوتر، والرجل الآلي، في المقابل، يمكن صنع ألياف متطورة، لتحل محل الأعصاب في الإنسان، كما يسعى البعض إلى «تدعيم» عمل الدماغ البشري، بأنواع متطورة من الرقائق الالكترونية، وهذا ما يعتبر ثورة في علوم الطب، سيؤدي الى معالجة الكثير من الأمراض العصبية، والتي لها علاقة بتكسر الأعصاب وتقطعها وتلفها لسبب أو لآخر.
المعروف إن جسم الإنسان، تتجـدد خلاياه باستمرار، تحتوي معظم خلاياه على خريطة الجينات الوراثية، لصناعة كل خلايا الجسم، المؤلف مبدئياً من ملايين ملايين الخلايا، تستطيع كل من هذه الخلايـا، أخذ هـذه الوصفة، لاستبدال نفسها، كل بضع سنوات. هنا يأتي دور تكنولوجيا النانو، لأنها قد تتطور إلى حدّ تقنيات عمل الخلايا، واستعمالها في تجديد مكوّنات جهاز الكومبيوتر، هذا يعني، أن يجدد الحاسوب «خلاياه» كل فترة، خصوصاً إذا نجح علم النانو تكنولوجي، في مزج المواد العضوية مع غير العضوية، فتتصرف المكوّنات الإلكترونية في الحاسوب، وكأنها خلايا فعلياً.
يركز كثير من العلماء جهدهم على تطوير أنابيب النانو، وهي أجسام تشبه السيجار، تتكوّن من جزيئات كربون دقيقة، تتمتع بقوة، تفوق قوة الفولاذ مئة مرة، تستطيع نقل الحرارة والكهرباء، بأفضل من النحاس، وتنفع في مجال شرائح الكومبيوتر، ويمكن أن تشكل أساساً لدوائر إلكترونية جديدة.
علماء يقترحون أن تستخدم في الجهاز العصبي الإلكتروني، في الرجل الآلي (روبوت)، ولعل الأمر الذي قد يحدث انقلاباً مذهلاً، يتمثل في استعمال أنابيب النانو في صنع «أقفاص» متناهية في الصغر، تستطيع الإمساك بالذرات، عندها ينفتح باب واسع جدا، مثل إطلاق تلك الأقفاص، للامساك بالكربون في الهواء، والتخلص من ظاهرة التلوث، وصنع أنواع من أقفاص أنابيب النانو، تستطيع الإمساك بالطاقة، ما يتيح مثلاً الاحتفاظ بطاقة الشمس والهواء، وحتى تحرك الصخور في باطن الأرض، ضمن «بطاريات» فائقة القوة، واستخدامها بديلاً لطاقة الوقود الاحفوري؛ وكذلك صنع أقفاص، تستطيع تخليص المياه من المواد الملوثة.
تسعى الصين، لأن تكون قوة علمية كبرى، وصلت تقنية النانو ومنتجاتها في الصين إلى 5.4 مليار دولار أمريكي في عام 2005م. من المتوقع أن تواجه تقنية النانو، تغيرات واسعة في مجال علاج الأعصاب، والأدوية الصيدلانية، وتقنية المعلومات، والتحكم في التلوث. إن المستقبل سيكون لتقنية صناعة النانو، التي يمكن أن تقود العالم إلى ثورة صناعية جديدة، فعلى سبيل المثال أنابيب نانو الكربون أقوى 100 مرة من الفولاذ، وأخف ست مرات منه.
ملاحظة:تمت الاستعانة بموقع ويكيبيديا الموسوعة الحرة بتصرف.

مشكور يا ابو حميد على هذا الكم الهائل من المعلومات

وننتظر منك المزيد

مشكور أخى الفاضل (أحمد)
تم التعديل ونقل الموضوع للقسم العام
لا تحرمنا اخى من تواصلك الدائم